本发明公开了一种深层强非均质气藏分区评价方法，涉及石油勘探技术领域，步骤如下：将与单井无阻流量具有相关性的参数作为分区评价的基础参数之一；利用关联系数分析法多个参数与单井无阻流量的相关性，筛选出主控因素；回归分析主控因素与单井无阻流量之间的关系式，根据回归的关系式建立基于单因素的气藏分区评价图版，并绘制相关图件；根据随机森林方法的特定，确定训练集和属性集，输出完整的决策树；得到的气藏气井无阻流量分类标准，根据分类标准，得到多因素气藏分区评价图版；根据单因素的气藏分区评价图版与多因素气藏分区评价图版进行分区。该方法综合考虑了多因素对无阻流量的影响，从而能得到更为可靠的气藏产能分区。